Разбиване на работата на мозъка в сложни задачи за внимание

Кажете, че се опитвате да изберете лице от тълпата. Това е сложна задача за мозъка ви - той трябва да извлече паметта на лицето на човека, след което да го задържи на място, докато сканирате тълпата, обръщайки внимание на намирането на съвпадение.

Сега ново проучване разкрива как мозъкът постига този тип фокусирано внимание: Част от префронталната кора, известна като долната челна връзка (IFJ), контролира зоните за визуална обработка, които са настроени да разпознават определена категория обекти.

Учените знаят много по-малко за този тип внимание, известно като обектно-ориентирано внимание, отколкото пространственото внимание, което включва фокусиране върху случващото се на определено място.

Новото проучване обаче предполага, че тези два вида внимание имат сходни механизми, включващи свързани мозъчни региони, според д-р Робърт Дезимоне, професор по неврология в Масачузетския технологичен институт (MIT) и директор на института McGovern за MIT Мозъчни изследвания.

„Взаимодействията са изненадващо подобни на тези, наблюдавани в пространственото внимание“, каза Дезимоне. „Изглежда, че това е паралелен процес, включващ различни области.“

И в двата случая префронталната кора - контролният център за повечето когнитивни функции - изглежда се грижи за вниманието на мозъка и контролира съответните части на зрителната кора, която получава сензорни данни, обясни той.

В новото проучване изследователите установяват, че IFJ се координира с мозъчен регион, който обработва лица, известен като веретенообразна лицева област (FFA), и регион, който интерпретира информация за места, известен като парахипокампална зона на място (PPA). FFA и PPA са идентифицирани за първи път в човешката кора от Нанси Канвишър, професор по когнитивна неврология в MIT.

За последното проучване изследователите използваха магнитоенцефалография (MEG) за сканиране на човешки мозък, докато участниците разглеждаха поредица от припокриващи се изображения на лица и къщи. За разлика от функционалната магнитно-резонансна томография (fMRI), която обикновено се използва за измерване на мозъчната активност, MEG може да разкрие точния момент на невронната активност до милисекунда, отбелязват изследователите.

Учените представиха припокриващите се потоци с два различни ритъма - две изображения в секунда и 1,5 изображения в секунда - което им позволява да идентифицират мозъчните области, отговарящи на тези стимули.

„Искахме да маркираме честотата на всеки стимул с различни ритми. Когато погледнете цялата мозъчна дейност, можете да различите сигналите, които участват в обработката на всеки стимул “, каза Даниел Балдауф, докторант в Института Макгавърн и водещ автор на изследването.

На всеки участник беше казано да обърне внимание или на лица, или на къщи. Тъй като къщите и лицата са на едно и също място, мозъкът не може да използва пространствена информация, за да ги различи, обясниха изследователите.

Когато на участниците беше казано да търсят лица, активността във FFA и IFJ се синхронизира, което предполага, че те комуникират помежду си. Когато субектите обърнаха внимание на къщи, IFJ се синхронизира вместо с PPA, според констатациите на проучването.

Изследователите също така установиха, че комуникацията е инициирана от IFJ и дейността е била раздвижена с 20 милисекунди, колкото е времето, необходимо на невроните да предадат електрически информация от IFJ до FFA или PPA. Изследователите казват, че вярват, че IFJ поддържа идеята за обекта, който мозъкът търси, и насочва правилната част на мозъка да го търси.

Подкрепяйки тази идея, изследователите използваха метод, базиран на ЯМР, за измерване на бялото вещество, което свързва различни мозъчни региони и установиха, че IFJ е силно свързан както с FFA, така и с PPA.

Сега изследователите изучават как мозъкът премества фокуса си между различни видове сензорни входове, като зрение и слух. Те също така проучват дали е възможно да се обучат хората да фокусират по-добре вниманието си, като контролират мозъчните взаимодействия, участващи в този процес.

„Трябва да идентифицирате основните невронни механизми и да направите основни изследователски изследвания, които понякога генерират идеи за неща, които биха могли да бъдат от практическа полза“, каза Дезимоне. „Рано е да се каже дали това обучение изобщо ще работи, но това е нещо, което активно провеждаме.“

Изследването, финансирано от Националните здравни институти и Националната научна фондация, беше публикувано в онлайн изданието на Наука.

Източник: Масачузетски технологичен институт